Способ моделирования горного давления

(19) (И) 5 0 А 35) Е 21 С 3900 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) М. Н. Белкин и В. И. Кокорев (71) Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства Оргэнергострой(56) 1. Покровский Г. И., Федоров И. С. Центробежное моделирование в горном деле. М., Наука, 1969, с. 272.2. Кузнецов Г. Н. и др, Моделирование проявлений горного давления. Л., Недра, 1968, с. 230 - 236 (прототип).(54) (57) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ . ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ, включающий нагружение поверхности модели из эквивалентного материала, выполненной в виде призмы, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности моделирования состояния пород вокруг выработок,высота которых соизмерима с высотой слоя пород, определяющих напряжение на ее контуре, нагружают две смежные боковые грани призмы, при этом распределяют нагрузку по плоскости грани с возрастанием по линейному закону от нуля на ребре, общем для обеих граней, до максимума у противоположных ребер тех же граней.0765811 Составитель И. Наааркииа дактор 1. Макаревич Техрел И. Верес Кор рек г р , и. а к Заказ б)5/29 Тираж 5 б 4 11 диисгие ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеннй и открьгтий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Изобретение относится к молельным йсслеловациям подземных сооружений и может быть использовано при проектированиитоннелей и горных выработок.Известны способы моделирования горно.го ланления, вклк)чаюгцие нагружение мо.дели центробежной силой, При этом иоленапряжений в модели подобно полю напряжений в реальном горном массиве, т.е. вертикальная составляющая поля линейно растет с глубиной 1).1 ОТакой способ моделирования требуетприменения мощных и громоздких центрифуг и неудобен лля цаблюления процессов,ПРОИСХОДЯ 1 ЦИХ В МОЛЕЛИ,Наиболее близким по технической сушцости к изобретению является способ моде-,лирования горного давления, включаюшийнагружение поверхности модели из эквивалентного материала, выполненной в видепризмы 2 .Недостатком указанного способа моле олирования является искажение поля напряжений, имитирующего гравитационное поле,так как вертикальная компонента тензоранапряжений в модели постоянна. в то время как при молелировании горных выработок, высота которых соизмерима с высотойслоя пород, опрелеляюгцих напряжение наконтуре, вертикальная составляющая тензора напряжений должна линейно зависетьот расстояния от данной точки до верхнейграницы модели. 30Цель изобретения - повышение достоверности молелировация состояния поролвокруг выработок, высота которых соизмерима с высотой слоя пород, определяющихнапряжение на ее контуре.Поставленная цель достигается тем, что З 5согласно способу молелировация горногодавления, включак)гцему нагружение поверхности молели цз эквивалентного материала, выполненной в виле призмы, нагружают две смежные боковые грани призмы,п 1)и этом распределяют наг)узку по плоскос Оти грани с возрастанием по линейному закону от нуля на ребре, об 1 цем для обеих граней, ло максимума у противоположных ребер тех же граней. На чертеже прелставлена модель, реализуюьцая преллагаемый способ.На чертеже обозначено: 1молель, цмитируюшая породный массив, 2 -- загрузочное приспособление, 3контур исслелуемой выработки, 4 - опорная поверхность, 5 -- эпюра давления. Способ реализуется следующим образом.К боковым граням модели в виде треугольной призмы, опираюгцейся на олпу из боковых граней, с помощью загрузочных приспособлений прилагаются лавления, ца. растакццие от нуля в вершине молели ло максимума у его опоры по линейному закону. При этом в модели возникают напряжения, нарастающие от вершины к опоре пропорционально расстоянию от вершины мо. лели. Полобие поля напряжений в модели гравитационному полю напряжений в породном массиве достигается надлежащим выбором интенсивности нагрузки и угла при вершине призмы. Во избежание искажаюгцего влияния опоры на результат эксперимента исслелуемая выработка лолжна быть улалена от опоры ца расстояние, не меньшее одной трети высоты призмы.Конструкция загрузочного приспособления, обеспечивающего приложение заданной эпюры давлений к наклонным граням призмы, может быть различнойОдним из целесообразных вариацтов конструкции загрузочного приспособления является известный рычажно-балочный механизм, в котором равнодействующая нагрузки разлагается на систему параллельных сил, пропорционально нарастающих по длине конструкции путем надлежащего выбора размеров многоярусной пирамиды балок с шарнирными опорами. Экономический эффект от внедрения пред лагаемого способа обусловлен. во-первых, обоснованным уменьшением коэффициентов перегрузки и условий работы при расчетах крепей подземных сооружений за счет -использования результатов модельных иссле дований улучшенного качества, во-вторых, сокращением объема модели.